論文の概要: Exceptional phase transition in a single Kerr-cat qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.01934v1
• Date: Mon, 02 Feb 2026 10:36:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-03 19:28:34.083863
• Title: Exceptional phase transition in a single Kerr-cat qubit
• Title（参考訳）: 単一Kerr-cat量子ビットにおける例外位相遷移
• Authors: Pei-Rong Han, Tian-Le Yang, Wen Ning, Hao-Long Zhang, Huifang Kang, Huiye Qiu, Zhen-Biao Yang,
• Abstract要約: 我々は、駆動散逸Kerr-cat qubitに基づいて、リウヴィリアの例外構造を構築し、検討する。 この結果はKerr-cat qubitを、散逸的量子臨界度と本質的な非エルミート物理学を探索するための新しい連続変数設定として確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.08376229126363229
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Exceptional points in non-Hermitian quantum systems give rise to novel genuine quantum phenomena. Recent explorations of exceptional-point-induced quantum phase transitions have extended from discrete-variable to continuous-variable-encoded quantum systems. However, quantum phase transitions driven by Liouvillian exceptional points (LEPs) in continuous-variable platforms remain largely unexplored. Here, we construct and investigate a Liouvillian exceptional structure based on a driven-dissipative Kerr-cat qubit. Through numerical simulations, we reveal a quantum phase transition occurring at the LEP characterized by a sudden change in dynamical behavior from underdamped oscillations to overdamped relaxations as visualized via Wigner functions and Bloch sphere trajectories. Notably the negativity of the Wigner function serves as a direct signature of genuine quantum coherence unattainable in conventional single-qubit non-Hermitian systems. Furthermore, we introduce the phase difference between the off-diagonal elements of the Liouvillian eigenmatrices as a novel parameter to quantify the transition. Our results establish the Kerr-cat qubit as a novel continuous-variable setting for exploring dissipative quantum criticality and intrinsic non-Hermitian physics.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート量子系の例外点は、新しい真の量子現象を引き起こす。 例外点誘起量子相転移の最近の研究は、離散変数から連続変数符号化量子系へと拡張されている。 しかし、連続変数プラットフォームにおけるリウヴィリア例外点(LEP)によって駆動される量子相転移は、ほとんど未解明のままである。 ここでは、駆動散逸Kerr-cat量子ビットに基づいて、リウヴィリアの例外構造を構築し、検討する。 数値シミュレーションにより, LEPで発生する量子相転移は, 過大な振動から過大な緩和への動的挙動の急激な変化を特徴とし, ウィグナー関数やブロッホ球軌道で可視化された。 特に、ウィグナー函数の負性は、従来の単一量子ビット非エルミート系では達成できない真の量子コヒーレンスの直接的なシグネチャとして機能する。 さらに、リウヴィリア固有行列の対角外要素間の位相差を、遷移を定量化するための新しいパラメータとして導入する。 この結果はKerr-cat qubitを、散逸的量子臨界度と本質的な非エルミート物理学を探索するための新しい連続変数設定として確立する。

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